单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统及方法与流程

本发明属于新能源汽车技术领域，尤其涉及一种单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统及方法。

背景技术：

对于电控系统的开发过程，标定都是不可少的环节。在电控系统的开发过程中，当电控单元的硬件、软件设计开发阶段结束以后，就进入标定的阶段。电控系统性能的发挥主要依赖于各种map、曲线和参数的质量，而这些控制参数的获取一般需要进行较为繁琐的标定工作，反复进行试验和数据修改。标定的工作内容是通过调整、优化控制参数将该电控单元与被控系统相匹配。主要包括实时监控电控单元运行过程中的重要变量数据。

然而，目前通常采用离线标定的方式，而通过在线标定的方式，尤其对单行星混合动力汽车的整车控制器并没有采用在线标定的手段，影响单行星混合动力汽车的整车控制器的标定效率。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统。该系统可以通过can接口对整车控制器进行实时的在线标定，具有标定方式简单、标定速度快的优点，提升整车控制器的运行可靠性。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统，包括：上位机，所述上位机具有第一usb接口，用于通过can总线从整车控制器接收控制参数，并对人工的标定数据进行优化，以及根据优化后的标定数据对所述控制参数进行标定；转换设备，所述转换设备具有与所述第一usb接口配合的第二usb接口和第一can总线接口；整车控制器，所述整车控制器具有第二can总线接口，所述第一can总线接口与所述第二can总线接口配合，所述整车控制器通过所述can总线向所述上位机发送所述控制参数，并在所述上位机对所述控制参数标定完成后，通过所述can总线从所述上位机下载并保存标定完成的控制参数。

本发明实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统可以通过can接口对整车控制器进行实时的在线标定，具有标定方式简单、标定速度快的优点，提升整车控制器的运行可靠性。

在一些示例中，所述上位机包括：map图优化模块，所述map图优化模块用于对人工的标定数据进行自动优化和调整；参数标定模块，用于所述对控制参数进行标定；数据存储模块，用于保存所述整车控制器上传的数据及历史标定数据；can总线通信处理模块，用于接收所述整车控制器发送的所述控制参数，并将所述标定完成的控制参数下载到所述整车控制器。

在一些示例中，所述上位机还包括：整车状态监测模块，所述整车状态监测模块读取所述整车控制器上传的整车数据，并在所述上位机实时显示所述整车数据。

在一些示例中，所述下位机包括：mcu模块、功率输出模块、电源模块、can总线通信模块、数据采集模块和标定数据存储模块，其中，所述mcu模块包括mcu、外部看门狗、复位电路、时钟电路和外部eeprom；所述功率输出模块可输出12v或5v电源、3路pwm信号、8路开关量信号；所述电源模块用于为所述整车控器供电；所述can总线通信模块包括3路独立的can总线接口，其中，所述3路独立的can总线接口中的其中一路为所述第二can总线接口；所述数据采集模块用于采集整车数据；所述标定数据存储模块具有ram区和flash区，其中，所述整车控制器在上电时将所述flash区的数据读出并存储于所述ram区。

在一些示例中，所述转换设备为usb-can转换器。

本发明的第二方面的实施例公开了一种单行星混合动力汽车的整车控制器标定方法，包括以下步骤：上位机与整车控制器连接并绑定完成后，通过can总线从所述整车控制器读取控制参数；根据所述控制参数对整车性能进行分析；根据分析结果和和对整车性能的要求对人工的标定数据进行优化；根据优化结果对对所述控制参数进行标定；将标定结果通过can总线，下载至所述整车控制器，并解除与所述整车控制器的绑定。

本发明实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定方法可以通过can接口对整车控制器进行实时的在线标定，具有标定方式简单、标定速度快的优点，提升整车控制器的运行可靠性。

在一些示例中，所述上位机与所述整车控制器采用基于des的加密算法进行绑定。

在一些示例中，还包括：所述整车控制器上电初始化；判断是否有标定请求；如果是，则进一步是否与上位机绑定；如果是，则将控制参数上传至所述上位机；在从上位机下载到标定数据后，保存所述标定数据；解除绑定。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述的和/或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统的结构框图。

图2是根据本发明一个实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统的上位机的示意图。

图3是根据本发明一个实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统的整车控制器的示意图。

图4是根据本发明一个实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定方法的流程图。

图5是根据本发明一个实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统的整车控制器的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统的结构框图。

如图1所示，根据本发明一个实施例的单行星混合动力汽车的整车控制器标定系统100，包括：上位机110、转换设备120和整车控制器130。

其中，上位机110具有第一usb接口，用于通过can总线从整车控制器130接收控制参数，并对人工的标定数据进行优化，以及根据优化后的标定数据对控制参数进行标定。转换设备120具有与第一usb接口配合的第二usb接口和第一can总线接口。整车控制器130具有第二can总线接口，第一can总线接口与第二can总线接口配合，整车控制器130通过can总线向上位机110发送控制参数，并在上位机110对控制参数标定完成后，通过can总线从上位机110下载并保存标定完成的控制参数。其中，转换设备120为但不限于usb-can转换器。

具体地说，如图2所示，上位机110包括：map图优化模块111、参数标定模块112、数据存储模块113、can总线通信处理模块114等。

其中，map图优化模块111用于对人工的标定数据进行自动优化和调整，即：对人工的标定数据进行自动优化和调整，例如：根据预先设定的发动机、isg电机、tm电机、电池及空调、车身控制器、abs、助力转向的参数对人工标定的数据进行限制，并发出告警。参数标定模块112用于对控制参数进行标定。数据存储模块113用于保存整车控制器130上传的数据及历史标定数据，例如：保存单行星排混合动力汽车的整车控制器上传的数据及历史标定数据。can总线通信处理模块114用于接收整车控制器130发送的控制参数，并将标定完成的控制参数下载到整车控制器130，即：将整车控制器130的数据上传至上位机110，并将上位机110中的标定数据下载到整车控制器130。

进一步地，上位机110还包括：整车状态监测模块（图2中没有示出），整车状态监测模块读取整车控制器130上传的整车数据，并在上位机110实时显示整车数据。

如图3所示，下位机130包括：mcu模块、功率输出模块、电源模块、can总线通信模块、数据采集模块和标定数据存储模块。

其中，mcu模块包括mcu、外部看门狗、复位电路、时钟电路和外部eeprom，以完成整车控制器130的核心功能。功率输出模块可输出12v或5v电源、3路pwm信号、8路开关量信号，其中，全部输出均可具有过流、短路等保护功能。电源模块用于为整车控器130供电，例如：电源模块采用非隔离的开关电源，输出12v、5v、3.3v电压，分别给整车控制器130本身及一些外部传感器和其他相关设备供电、并具有过压、欠压、过流、短路、反接等保护功能。can总线通信模块包括3路独立的can总线接口，其中，3路独立的can总线接口中的其中一路为第二can总线接口，can总线通信模块通过多路独立can总线接口，对整车控制器标定，及通过can总线接口实现对整车网络的通信连接。数据采集模块用于采集整车数据，例如：通过两路及两路以上独立硬件对油门开度、刹车、转向涉及安全等重要参数进行采集。标定数据存储模块136具有ram区和flash区，其中，整车控制器130在上电时将flash区的数据读出并存储于ram区，再具体示例中，标定数据存储模块136具有大于32kb的ram区和flash区的数据存储空间，下位机在上电时将flash区的数据读出并存储于ram区上。

在本发明的一个具体示例中，结合图1-图3，上位机110为一个基于windows系统的上位机，通过其usb接口连接一个usb转can的设备（即：转换设备can-usb），该转换设备具有一路符合can2.0b规范的can总线接口（第一can总线接口）。该接口与整车控制器130的一个专供标定用的can总线接口（第二can总线接口）相连，考虑标定的can总线较短，标定采用的can-usb300设备的通用性，can总线的两个120ω的终端电阻全部内置在整车控制器130中，标定过程的通信协议符合ccp规范。

其中，上位机110的map图优化模块111根据预先设定的发动机、tm电机、isg电机、电池及空调、车身控制器、仪表盘、abs、助力转向的参数对人工标定的数据进行限制，并发出告警；参数标定模块112对控制参数进行标定；数据存储模块113用于保存电动汽车整车控制器上传的数据及历史标定数据；can总线通信处理模块113将整车控制器130的数据上传至上位机110，并将上位机110中的标定数据下载到整车控制器130；整车状态监测模块读取整车控制器130上传的整车数据，并在上位机110进行实时显示。

如图3所示，整车控制器130的电源模块给个功能电路模块供电，考虑到输入电压范围、电源纹波、电池干扰、性价比和稳定性的要求，采用开关电源和线性电源相结合的方式设计了二级降压式的电源模块，具有宽广的车载电源适应性，为了防止接入电源电压过高对控制器造成损害，在电源输入端有瞬时电压抑制电路，从而达到有效保护电源模块作用。数据采集模块采集车辆的重要参数；标定数据存储模块具有大于32kb的ram区和flash区的数据存储空间，整车控制器130在上电时将flash区的数据读出并存储于ram区上。

进一步地，本发明的实施例公开了一种单行星混合动力汽车的整车控制器标定方法，包括以下步骤：

上位机与整车控制器连接并绑定完成后，通过can总线从所述整车控制器读取控制参数；根据控制参数对整车性能进行分析；根据分析结果和和对整车性能的要求对人工的标定数据进行优化；根据优化结果对对所述控制参数进行标定；将标定结果通过can总线，下载至所述整车控制器，并解除与所述整车控制器的绑定。

整车控制器上电初始化；判断是否有标定请求；如果是，则进一步是否与上位机绑定；如果是，则将控制参数上传至所述上位机；在从上位机下载到标定数据后，保存所述标定数据；解除绑定。

具体而言，can总线通信模块包括：1路can总线通信处理模块、2路can总线通信处理模块、3路can总线通信处理模块组成。1路can总线模块为标定专用的独立can总线接口，与整车其他控制单元无物理上的连接；2路can总线模块与整车其他控制单元如发动机、tm电机、isg电机、电池、仪表、远程监控等相连接，完成整车控制，3路can总线模块为备用can总线模块，为在混合动力车或增加其他控制单元时预留，并可与2路can总线模块配合，实现网关功能。全部can总线模块的物理层均具有esd保护，can控制器则集成在mcu内部。

数据采集模块可采集24路高低电平可配置的开关量，6路模拟量及2路脉冲量，主要用于采集门开关、充电插头插入、acc开关、dcdc工作信号、start开关、制热请求、高压接触器及断路器状态、高压闭合开关、on开关、倒档、制冷请求、制动开关、制动信号、油门信号等。

对于不同类型的混合动力汽车，电器负载类型有一定区别，控制逻辑也不完全一样，但其主要的控制方式如图4所示，本发明涉及的控制逻辑及map包含示意图所示的内容，但不局限于此。

油门踏板输入的模拟量信号、下位机从动力can总线上获取的当前tm电机和isg电机转速信号。油门踏板输入的模拟量信号和当前tm电机和isg电机转速信号为本发明的标定方式的基础信号，油门踏板输入的模拟量信号和当前tm电机和isg电机转速信号经过滤波处理后所生成的数据分别对时间取微分，由此得到扭矩需求、扭矩需求变化率、电机转速、电机转速变化率四个关键参数，并通过运算得出响应的主参数中间输出变量。同时，从动力can总线获取的电池soc参数、电池温度参数、高压电压参数，经过处理后进行滤波及关联处理后，结合制动踏板位置确定采用主参数控制或采用预先给定的参数进行控制，以上输出的校正中间变量对主参数的中间变量进行校正，最终运算出对电动机输出的扭矩需求，并通过动力can总线发送给电动机控制器。另外，计算得出需求的电动机转速也通过动力can总线发送给电动机。以上为本发明的主要控制逻辑，与制动及能量回收相关逻辑、对于与其他电器负载相关的校正逻辑、各种异常情况下的处理逻辑及不同工况下的处理逻辑没有在图4中体现。

如图5所示，为整车控制器（即：下位机）标定模块的处理流程，在系统正常上电自检后，首先完成系统的初始化，然后从固定的flash区域读取历史标定的数据至ram区，开始按ram区的标定数据执行相关功能。当检查到上位机发出的标定请求后，首先进行绑定，下位机发送4个字节的随机数据，上位机以des算法进行运算后发至下位机，下位机用预存的密钥验证通过后，完成绑定。将历史标定数据上传，并开始不断的上传整车数据，其中包括：start、当前档位、手刹、脚刹、整车车速、油门踏板、制动踏板、附件状态、life信号、tm电机目标转矩、isg电机目标转矩、发动机目标转速、行车模式、电压选择、电机输入电压、电机输入电流、mcu模式、诊断状态(相过流故障、逆变器故障、传感器供电故障、母线过流故障、门极驱动不饱和故障、电机位置传感器故障、母线过压故障、母线欠压故障、电机过温故障、逆变器过温故障、电机超速故障、低压直流供电故障、mcu故障、门极驱动电压供电故障、相电流过流告警、电机温度告警、逆变器温度告警、can总线断开、点火钥匙状态、高压电池连接状态、vcu对mcu的控制状态、电机控制器模式错误)、极限转矩、电机转速、电机转矩、电机温度、电机控制器温度、发动机转速、发动机转矩、发动机温度、发动机控制器温度、电池组电压、电池组电流、电池soc、i级故障、ii级故障、bms状态、预充电继电器状态、充电继电器状态、负端继电器状态、高压正端继电器状态、最高单体电压、最低单体电压、最高电池温度、最低电池温度、动力母线电压、绝缘电阻值、单体过压报警、整组过压报警、单体欠压报警、整体欠压报警、单体过温报警、整组过温报警、高压回路电流报警、绝缘阻值报警、单体压差报警、充电机通信报警、预充电失败告警、平均单体电压、平均电池温度、最大可放电功率、最大可充电功率等。当收到上位机发送的标定数据后，存入临时存储区，如为可立即修改的参数且上位机发送立即修改指令，则修正ram区标定参数，否则需等待车速为零时，再修改ram区标定参数。当收到数据固化指令且电机转速及车速为零时将数据固化至flash区，当收到绑定解除命令解除绑定，至此完成一个完整的标定过程。

本发明的实施例，可以通过can接口对整车控制器进行实时的在线标定，具有标定方式简单、标定速度快的优点，提升整车控制器的运行可靠性。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。